機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 圓錐圓柱齒輪減速器

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1、 機(jī)械設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)) 設(shè)計(jì)題目 圓錐圓柱齒輪減速器 目錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)……………………………………………………3 傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明………………………………………3 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)……………………………5 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………..16 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算……………………………………..38 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算……………………………

2、……..42 聯(lián)軸器的選擇………………………………………………..43 減速器附件的選擇…………………………………………..44 潤(rùn)滑與密封…………………………………………………...44 設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………...44 參考資料目錄………………………………………………...45  設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器，已知帶式運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力（牽引力）F=2100N，帶速v=1.3m/s，卷筒直徑D=320mm，輸送機(jī)常溫下經(jīng)常滿(mǎn)載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。工作壽命10年（設(shè)每年工作3

3、00天），一班制。 二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明 計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速 選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為13。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可擬定以下傳動(dòng)方案： 圖一 三、 選擇電動(dòng)機(jī) 1）電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2）電動(dòng)機(jī)容量 (1)卷筒的輸出功率 (2)電動(dòng)機(jī)輸出功率 傳動(dòng)裝置的總效率 式中、…為從電動(dòng)機(jī)至卷筒

4、軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表2-4查得：V帶傳動(dòng)=0.96；滾動(dòng)軸承=0.988；圓柱齒輪傳動(dòng)=0.97；圓錐齒輪傳動(dòng)=0.96；彈性聯(lián)軸器=0.99；卷筒軸滑動(dòng)軸承=0.96；則 故 (3)電動(dòng)機(jī)額定功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率。 3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表2-1查得Ｖ帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍，圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：

5、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表： 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率（ｋｗ） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量(kg) 同步 滿(mǎn)載 1 Y132M1-6 4 1000 960 73 2 Y112M-4 4 1500 1440 43 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 V帶傳動(dòng) 二級(jí)減速器 12.37 3.1 3.99 18.56 4.64 4 兩方案均可行,但方案1傳動(dòng)比較小,傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小,因此采用方案1,選定電動(dòng)機(jī)

6、的型號(hào)為Y132M1-6 4）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表20-1、表20-2查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。 四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 2）分配各級(jí)傳動(dòng)比 因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器，所以 圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號(hào)見(jiàn)圖一） 4）各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算各軸輸入功率，即 5）各軸轉(zhuǎn)矩 項(xiàng)目 軸1 軸2 軸3 軸4 軸5 轉(zhuǎn)速(r/

7、min) 960 960 310 77.6 77.6 功率(kw) 3.36 3.29 3.16 3.02 2.98 轉(zhuǎn)矩(N*m) 33.43 32.73 97.35 371.66 366.74 傳動(dòng)比 1 1 3.1 3.99 1 效率 1 0.978 0.96 0.958 0.988 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 圓錐直齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速960r/min，齒數(shù)比u=3.1，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），一班

8、制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿(mǎn)載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。 1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88) 2） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-1選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取整。則 2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 3） 選齒寬系數(shù)

9、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 （2） 計(jì)算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 2） 計(jì)算圓周速度v 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果

10、 3） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 直齒輪 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表得軸承系數(shù)，則 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 4） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 5） 計(jì)算模數(shù)m 取標(biāo)準(zhǔn)值 6） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 7） 圓整并確定齒寬 圓整取， 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)　 2） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)

11、 3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù) 　 應(yīng)力校正系數(shù) 　 4） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)　 6） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 7）校核彎曲強(qiáng)度 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核 滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。 圓柱斜齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速310r/min，齒數(shù)比u=4，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)

12、，工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿(mǎn)載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。 1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88) 2） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) 4） 選取螺旋角。初選螺旋角 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) , 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式

13、進(jìn)行試算，即 (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 3） 選齒寬系數(shù) 4） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-26查得，，則 6） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 9） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 設(shè)計(jì)

14、計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 （2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 2） 計(jì)算圓周速度v 3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù) 4） 計(jì)算縱向重合度 5）計(jì)算載荷系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-3查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-13查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-

15、4查得 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 7） 計(jì)算模數(shù) 取 8） 幾何尺寸計(jì)算 （1） 計(jì)算中心距 （2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正 （3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （4）計(jì)算齒輪寬度 圓整后取　 3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)　 2） 根據(jù)重合度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4）由《機(jī)械

16、設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù) 　 應(yīng)力校正系數(shù) 　 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)　 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 7） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 8） 校核彎曲強(qiáng)度 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核 滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸入軸設(shè)計(jì) 1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪

17、上的力 已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 而 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖二所示 圖二 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3、 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得，輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表14-1，

18、由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 查《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表17-4，選HL1型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為160000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為38mm。 4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)圖三） 圖三 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1） 為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，

19、由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為，，而。 這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7查得30306型軸承的定位軸肩高度，因此取 3）取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑；為使套筒可靠地壓緊軸承， 5-6段應(yīng)略短于軸承寬度，故取。 4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油 的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取 5）錐齒輪輪轂寬度為64.86mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取。 6） 由于，故取 （3）

20、 軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1 查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm，同時(shí)為保 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 （4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 5、 求軸上的載荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校

21、核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 6、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1） 判斷危險(xiǎn)截面 截面5右側(cè)受應(yīng)力最大 （2）截面5右側(cè) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中

22、系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 中間軸設(shè)計(jì) 1、求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩

23、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑 而 圓周力、，徑向力、及軸向力、的方向如圖四所示 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖四 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4、 軸的結(jié)

24、構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)下圖圖五） （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為，。 這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7查得30306型軸承的定位軸肩高度，因此取套筒直徑。 2）取安裝齒輪的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用

25、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 套筒定位，已知錐齒輪輪轂長(zhǎng)，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。 3） 已知圓柱直齒輪齒寬，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸 段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取。 4）箱體一小圓錐齒輪中心線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸，則取 。 （3）軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為22mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得

26、平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為56mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 5、 求軸上的載荷 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)

27、械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 截面5左右側(cè)受應(yīng)力最大 （2）截面5右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為

28、 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取合金鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 （3）截面5左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5左側(cè)彎矩M為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面5上的扭矩為 截面上的

29、彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過(guò)盈配合處的，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-8用插值法求出，并取，于是得 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 計(jì)算安全系數(shù)值 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 故可知安全。 輸出軸設(shè)計(jì) 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖六所示

30、設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖六 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 查《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表17-4，選HL3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為630000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。 4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （

31、1） 擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)圖六） 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖六 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的 直徑，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑， 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián) 軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取 。 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)

32、計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為，，而。 左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程》 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 表15-7查得30310型軸承的定位軸肩高度，因此取；齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為71mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度，取。 4）軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于

33、對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取 5）箱體一小圓錐齒輪中心線(xiàn)為對(duì)稱(chēng)軸，則取。 （3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 5、求軸上的載荷

34、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 截面7右側(cè)受應(yīng)力最大 （2）截面7右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面7右側(cè)彎矩

35、M為 截面7上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的

36、特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為， ，， 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 則 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 則 則 則 ， 則 則 故合格。 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙

37、組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為，，， 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 則 則 則 則 ， 則 則 故合格。 輸出軸軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為，，， 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F

38、 則 則 則 則 ， 則 則 故合格 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 輸入軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 2、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 中間軸鍵計(jì)算 1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 2、 校核圓

39、柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 ，故單鍵即可。 輸出軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 九、聯(lián)軸器的選擇 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。 輸入軸選HL1型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為160000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為38mm。 輸出軸選選HL3型彈

40、性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為630000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 十、減速器附件的選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》選定通氣帽，A型壓配式圓形油標(biāo)A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油墊,箱座吊耳，吊環(huán)螺釘M12（GB825-88），啟蓋螺釘M8。 十一、潤(rùn)滑與密封 齒輪采用浸油潤(rùn)滑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表16-1查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí)，圓錐齒輪浸入油的深度約一個(gè)齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥

41、30~60mm。由于大圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤(rùn)滑軸承，并通過(guò)油槽潤(rùn)滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。 密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А? 十二、設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 　　機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門(mén)綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《工程

42、材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》等于一體。 這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 　　設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。 十三、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》　高等教育出版社 2、《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》　高等教育出版社 46